Tehnologija metalizacije plastike

Kemijska metalizacija plastike omogućava nam izradu industrijskih proizvoda i poluproizvoda kao svjetlosni filtri, ploče s tiskanim pločama, katalizatori, galvanske praznine i još mnogo toga. Metalizacijom se može poboljšati otpornost plastike na mehanički stres, vlagu i visoke temperature. Osim toga, dijelovi koji koriste kombinaciju plastike i metala teže manje od metala.

sadržaj:

• Tehnološke značajke metalizacije
• Značajke izrade galvanskih premaza
• Ljepljiva svojstva materijala
• Metaliziranje vakuuma
• Metalizacija kod kuće
• Oblaganje bakra
• Posrebrenje

Tehnološke značajke metalizacije

Bakar se najčešće koristi kao sloj podloge za elektropločavanje. Sloj bakra igra ulogu prigušivača plastike, zbog čega se naprezanja stabiliziraju, što je neizbježno uz značajnu razliku u koeficijentima toplinskog naprezanja takvih različitih materijala.

Donji sloj je dodatno kromiran ili ponikljan kao što je prikazano na donjoj slici.

Objašnjenja za lik:

1. Plastični.
2. Sjajni bakreni sloj.
3. Sloj od brušenog bakra.
4. Kemijsko taloženje metala.
5. Sjajni sloj nikla.
6. Polusjajni sloj nikla.
7. Brušeni sloj nikla.
8. Sloj kroma sjaja.
9. Pretvorbeni sloj.
10. Brušeni i sjajni metalni slojevi.

Strukturne značajke sastava nanesenih na električno provodljivi sloj sloja mogu se značajno razlikovati. Možemo razgovarati o filmovima sjajnih, razjašnjenih, velur, pocrnjelih, patiniranih i drugih vrsta. Zadaća filmova nije samo poboljšati izgled proizvoda. Na primjer, poniklani premazi produžuju život plastike. Činjenica je da nikl može komprimirati plastiku, značajno jačajući ovaj materijal.

Za stvaranje galvanskog premaza potreban je elektrolit. Koriste se različite vrste elektrolita, uključujući:

• sjajna bakrena oplata;
• elektroliti za niklanje;
• posebne kompozicije na temelju kojih se stvaraju premazi ili prevlake velurskih vrsta prekrivenih čvrstim česticama.

Koriste se i drugi metali, poput kositra ili cinka. No, prije nanošenja takvih metala potrebno je pasiviranje, nakon čega se na površini pojavljuje film (sa ili bez boje). Takvi filmovi štite materijal od hrđe ili plaka.

Kemijska metalizacija plastike karakterizira činjenica da metalni slojevi nemaju visoku električnu vodljivost. Provodljivost je u svakom slučaju niža nego u slučaju elektrolita. Stoga bi tijekom elektrokemijskog taloženja gustoća primijenjene struje trebala biti zanemariva - od 0,5 do 1 Ampera po kvadratnom decimetru. Ako je gustoća veća, pojavit će se bipolarni učinak, što će dovesti do otapanja premaza u blizini mjesta gdje postoji kontakt s provodljivom suspenzijom.

U nekim se slučajevima, kako bi se izbjeglo otapanje premaza, bakar ili nikl nanosi na kemijski naneseni metalni sloj. I to se vrši pri maloj gustoći električne struje, ali sljedeći slojevi se primjenjuju u uobičajenom načinu.

Značajke izrade galvanskih premaza

Galvanski sloj prije svega osigurava otpornost metala na korozijske procese. U obavljanju galvanizacija dijelovi su u gustim elektrolitima. Dakle, kako bi operacija bila uspješna, na dijelovima su obješene posebne mase za vaganje.

Premazi od galvanskog metala razlikuju se od metalnih po tome što će im biti potreban znatno veći broj kontakata. Postupak pocinčavanja plastike također je karakteriziran složenošću pripremne faze, jer je u ovom slučaju teže osigurati dobro prianjanje.

Ljepljiva svojstva materijala

Adhezija karakterizira kvalitetu prianjanja između elemenata različitih vrsta (u ovom slučaju govorimo o adheziji između metala i plastike). Čvrstoća prianjanja između metalnih i plastičnih premaza treba biti između 0,8 i 1,5 kilonewtona po metru - za ljuštenje i jednaka 14 megapaskala - za lomljenje. Najveća moguća adhezija postignuta modernim tehnološkim sredstvima iznosi oko 14 kilowwton po metru.

Ljepljive kvalitete materijala spadaju u najsloženije pojave. Dovoljno je reći da ne postoji jedinstvena teorija koja bi u potpunosti odgovorila na sva pitanja koja se odnose na prianjanje različitih materijala.

Sa gledišta kemijske znanosti, adhezija je kemijski odnos između različitih vrsta tijela. Kemijske interakcije mogu se vidjeti na plastičnim površinama. Na takvim površinama postoje funkcionalno aktivne skupine koje dolaze u kontakt s metalima ili premazuju metalne površine oksidima.

Molekularni pristup tumači adheziju kao posljedicu prisutnosti intermolekularnih sila na površini interfaze, interakcije dvaju pola ili pojave vodikovih veza. To objašnjava, na primjer, prijanjanje vlažnih jetkanskih polietilenskih filmova nakon sušenja.

S gledišta električne teorije, ljepljive kvalitete nastaju zbog činjenice da kada par tijela međusobno djeluje, pojavljuje se dvostruki električni sloj. Kao rezultat toga, ovaj sloj ne dopušta tijelima da se odmaknu jedno od drugog, budući da djeluju elektrostatičke sile međusobnog privlačenja različitih naboja.

Prema difuznoj teoriji (najšire prihvaćena), adhezija nastaje zbog intermolekularnih interakcija koje se posebno jasno očituju tijekom međusobnog prodora molekula u površinske slojeve. U ovom se trenutku pojavljuje određeni intermedijarni sloj, zbog čega nedostaje očita granica između materijala.

I na kraju, mehanička teorija objašnjava prianjanje sidrenom štrlećih metalnih dijelova udubljenja na plastičnoj površini. Takve su gužve vrlo malene površine (nekoliko mikrometara), međutim, kada metal koji se deponira kemijskom metodom uđe u njih, pojavljuju se takozvane mehaničke brave.

Ostali parametri utječu na prijanjanje, uključujući sljedeće:

• karakteristike čvrstoće plastike;
• prisutnost povoljnih reakcija kemijski aktivnih skupina na plastičnoj površini;
• prisutnost stimulatora adhezije, koji se inače nazivaju promotorima (spojevi kroma i kositra, plastifikatori);
• odsutnost anti-promotora koji sprečavaju jačanje ili čak uništavanje međupredmetnog sloja;
• strukturu kemijski taloženog metala, kao i parametre na kojima dolazi do taloženja.

Metaliziranje vakuuma

Tehnologija se sastoji u prskanju plastike nikrom ili aluminijom pomoću vakuuma. Primjena metala na plastiku pomoću vakuuma vrši se u posebnoj komori.Tehnika se široko koristi za nanošenje metalnog filma na razne površine, na primjer, dijelove automobila, plastične armature, vodovodne instalacije, rasvjetnu opremu itd. Za zaštitu metala koriste se posebne boje i lakovi koje karakterizira povećana tvrdoća i otpornost na vlagu.

Metalizacija kod kuće

Poznato je nekoliko tehnika za nanošenje metala na plastični premaz. Najpristupačniji od njih je kemijski. U ovom slučaju nije potrebna posebna oprema.

Korišteni metali su srebro i bakar. Dobiveni film bit će debeo samo nekoliko mikrona, no on će podlozi dati lijep izgled s metalnim sjajem.

Oblaganje bakra

Prije obrade površinu dobro obrišite i očistite. Ako dio ima ispupčenja (nedostatke), pažljivo ih smanjite na ništa. Izlijte abraziv na površinu i obrišite površinu tamponom. Ako imamo posla s poliakrilatima, za odmašćivanje trebat će vam otopina kaustične sode, u kojoj se dio natapa 24 sata. Preporučuje se upotreba benzina za odmašćivanje poliamida.

Kad se proizvod odmrzne, isperemo ga u destiliranoj vodi, a zatim minutu držimo u pola postotnoj otopini kositar klorida i klorovodične kiseline (40 grama po litri). Taj se proces naziva preosjetljivost. Njegova je svrha dobivanje filma kositrenog hidroksida na plastici.

Nakon senzibilizacije aktiviramo površinu. Da biste to učinili, 3-4 minute namočite dio u otopinu srebrnog nitrata (2 grama srebra po litri i 20 grama etilnog alkohola po litri). Dalje, proizvod stavljamo u otopinu koja se sastoji od sljedećih komponenti:

• bakarni karbonat - 200 grama po litri;
• glicerin (90%) - 200 grama po litri;
• kaustična soda (20%) - 1 litra;

Temperatura otopine trebala bi biti 18-25 stupnjeva. Vrijeme obrade - 60 minuta.

Posrebrenje

Preliminarnu obradu plastike izvodimo na isti način kao u slučaju bakra: pijesak i nanosimo abraziv. Površinu peremo u sapunu, a zatim u destiliranoj vodi.

Očistite proizvod ovim rješenjem:

• anhidrid kroma - 100 grama po litri;
• željezni sulfat - 10 grama po litri.

Nakon odmašćivanja dio ponovo operite u destiliranoj vodi. Izvodimo senzibilizaciju u otopini kositrenog klorida (2 grama po litri). Dalje, proizvod stavljamo u rješenje koje uključuje takve komponente:

• srebrni nitrat - 3 grama po litri;
• kaustična soda - 3,5 grama po litri;
• amonijak (25%) - 8 mililitara po litri;
• glukoza - 2,5 grama po litri.

Preporučena temperatura otopine je od 18 do 25 stupnjeva. Vrijeme obrade - 60 minuta. Kao rezultat, trebao bi se pojaviti ujednačen i sjajan srebrni sloj. Ako negdje postoje heterogenosti, onda se to može objasniti nedovoljnim površinskim odmašćivanjem. U tom slučaju trebate ukloniti naneseno srebro i ponoviti rad ponovo.

Za uklanjanje srebra iz plastike trebat će vam ovo rješenje:

• anhidrid kroma - 10 grama po litri;
• sumporna kiselina - 3 grama po litri.

Preporuča se obraditi jednolik film slojem laka koji će zaštititi plastiku. Moguća je i daljnja galvanska obrada površine.